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Use of supercritical conditions for developing eco-efficient processes in chemical industry

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Réduction de l'impact de l'industrie sur l'environnement

Les procédés industriels ont souvent un énorme impact négatif sur l'environnement, mais les options sont généralement très limitées. Les alternatives à ces procédés doivent en effet être rentables du point de vue des coûts et du temps, à défaut de quoi il sera difficile de convertir les industries à des méthodes «plus vertes».

Technologies industrielles

Le projet SUPER financé par l'UE a tenté d'étudier des processus chimiques novateurs en guise d'alternatives écologiques aux procédés industriels existants. Ces nouvelles voies catalytiques utilisent des fluides supercritiques (FSC) comme milieu réactionnel. Les FSC surpassent leur température critique et leurs points de pression critiques lorsque la substance en question peut exister sous forme de vapeur et de liquide en équilibre. L'utilisation de FSC tels que le dioxyde de carbone (CO2) supercritique (SC) a été jugée sûre pour l'environnement et se présente comme une alternative viable aux milieux réactionnels actuellement utilisés. La catalyse de la formation de cumène à partir de diisopropylbenzène est l'un des procédés qui a été étudié dans le cadre du projet SUPER. Le cumène est utilisé comme diluant pour les peintures et les émaux et est un des composants des carburants à indice d'octane élevé. Il intervient en outre dans la fabrication de phénol et d'acétone, entre autres substances. Des chercheurs de l'INSTM ont tenté d'identifier un nouveau procédé à haut rendement basé sur le CO2 SC pour la transalkylation du diisopropylbenzène en cumène. Les zéolithes sont considérées comme des catalyseurs appropriés pour ce processus, même si les rendements sont divers. Les zéolithes sont un groupe de minéraux poreux inorganiques avec une structure très régulière fréquemment utilisé. La zéolithe H-Y peut atteindre des rendements de cumène de 61% à des températures de 200 degrés C et 130 atm, en présence de CO2 SC. Sous sa forme native, la zéolithe H-Y est incapable de produire les rendements de 80% et plus souhaités. Les chercheurs ont toutefois découvert qu'un procédé de désaluminisation pouvait déboucher sur un catalyseur zéolithe offrant des rendements de cumène de 77%. La corrélation entre la composition du catalyseur et le rendement du produit final est importante dans ce cas-ci car où elle ouvre la voie à la poursuite de l'optimisation de ce procédé novateur. L'une des prochaines étapes clés sera l'étude des conditions des SC sur la durée de vie des catalyseurs, qui reste à déterminer. Cette ligne de recherche présente un intérêt particulier pour les sociétés d'ingénierie cherchant à améliorer leurs résultats environnementaux et à étudier des alternatives aux procédés actuels.

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